题目

如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103V（仅在两板间有电场）现将一质量 、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=4m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求： （1） 进入电场时速度的大小； （2） 金属板的长度L； （3） 小球飞出电场时的动能Ek。 答案： 解；小球到达左板上边缘时的竖直分速度vy＝ 2gh ＝2m/s 进入电场时的速度为 v=v02+vy2=25m/s 解；设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则tanθ＝ v0vy ＝2 小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则tanθ＝ qEmg ＝ qUmgd ，L＝ dtanθ 解得金属板的长度L＝ qUmgtan2θ ＝0.15m 解；进入电场前，根据机械能守恒有mgh＝ 12 mv12－ 12 mv02 电场中运动过程，根据动能定理qU＋mgL＝Ek－ 12 mv12 解得小球飞出电场时的动能Ek＝0.175J

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